早在19世紀70年代初期，勞動人民就使用了將砂噴射到零件表面來達到清理目的技術，由于一開始使用的磨料為天然砂，因此在之后很長時間，直至現在，大家都很習慣地把這門技術稱之為做噴砂(air blasting)，盡管后來我們有了球形的磨料（噴丸），但還是有將這門技術稱為噴砂的說法。總的來說噴砂清理技術除了廣泛地應用于鋼結構件涂覆涂層前的表面預處理外，還廣泛應用于其他材質的機械零件的強化、精飾、蝕刻等領域。在這個領域用到的陶瓷材料真不少哦，本文一起來總結一下～

常見噴砂磨料

一、噴砂、噴丸、拋丸的區別

1、噴砂&噴丸

噴砂是一種常見的材料表面處理工藝，在許多工業零件的技術要求中，都能看見噴砂處理的要求。噴砂是指利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面的過程，磨料顆粒以很高的速度接觸工件表面的時候，在其表面進行撞擊、切削、沖刷。噴丸也是類似的過程，但其使用介質形貌有所區別，噴砂使用不規則的砂粒，對工件表面進行沖擊，起到清潔和增加粗糙度的作用，讓金屬工件獲得更好的機械性能還能讓鍍層更牢固；與之類似的噴丸則是依靠丸粒的強大沖擊力，讓工件表面更加緊密，以此讓工件更加耐磨，有韌性以及耐腐蝕。拋丸與噴砂都能對工件起到清整去污的目的，但特別的是噴丸對工件可以起到強化作用，但噴砂對工件的強化作用并不明顯。

▲噴砂&噴丸（磨料形貌不同）

▲開放式噴砂室

2、噴丸、拋丸的區別

噴丸使用高壓風或壓縮空氣作動力，而拋丸一般為高速旋轉的飛輪將鋼砂高速拋射出去。拋丸效率高，但會有死角，而噴丸比較靈活，但動力消耗大。

兩種工藝雖噴射動力和方式不同，但都是高速沖擊工件為目的，其效果也基本相同，相比而言，噴丸比較精細，容易控制精度，但效率不及拋丸之高，適合形狀復雜的小型工件，拋丸比較經濟實用，容易控制效率和成本，可以通過控制丸料的粒度來控制噴射效果，但會有死角，適合于形面單一的工件批量加工。

▲拋丸原理

二、噴砂的意義

1、工件涂鍍、工件粘接前處理

噴砂是制備保護和裝飾涂層表面的重要預處理步驟，耐用、工業、持久的涂層一般都需要采用噴砂對工件進行表面預處理。噴砂除了能可靠地去除工件上的腐蝕和銹蝕、舊涂層、水垢和污垢，還能使物品表面變得粗糙，以確保油漆、合金和涂層的附著力。對于噴砂清理產生的粗糙度至少有如下三個作用：①使涂層與工件表面間的實際結合面積增加，有利于提高涂層結合力；②涂層在固化過程中會產生很大的內應力，粗糙度的存在可以有效地消除涂層中的應力集中現象，防止涂層開裂；③表面粗糙度的存在可以支撐一部分涂料的質量，有利于消除流掛現象，對于垂直涂料的表面，作用尤為明顯！

▲適當的噴砂蝕刻（左）&過量的蝕刻

對于工件粘接粘接而言，也是類似的道理，金屬表面的光滑程度會對粘接強度有很大的影響，越是光滑的表面粘接效果越差，進行打毛處理可以有效的提高粘接強度。

2、表面清潔加工

噴砂能清理鑄鍛件、熱處理后工件表面的一切污物（如氧化皮、油污等殘留物），并將工件表面拋光提高工件的光潔度，能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，好看。

▲噴砂前&噴砂后

通過噴砂翻修舊的機械零件，能達到整舊如新的效果

▲噴砂前&噴砂后

熱處理后工件表面清理

3、清理工件機加工毛刺

噴砂可以去除機加工零件微小毛刺，消除注塑零件溢膠毛邊，使工件表面更加平整，既可以消除了毛刺的危害，又能提高工件的檔次。此外，噴砂還能在工件表面交界處打出很小的圓角，使工件顯得更加美觀、更加精密。

4、改善零件的機械性能

機械零件經噴砂后，能在零件表面產生均勻細微的凹凸面，使潤滑油得到存儲，從而使潤滑條件改善，減少噪聲，提高機械使用壽命。

5、光飾作用

所有金屬制品及非金屬制品（塑膠、水晶、玻璃等）表面痕跡消除，亞光霧面處理，使產品表面提升檔次。

三、噴丸應用

噴丸使用高壓風機或壓縮空氣作動力，將彈丸噴射出去，沖擊金屬表面。廣泛應用于金屬表面的消光、去氧化皮；提高零件機械強度、抗疲勞性、耐磨性和耐腐蝕性；消除鑄、鍛、焊件的殘余應力等。

噴丸分類：噴丸按應用范圍常分為三種類型：①清理噴丸；②強力噴丸（噴丸強化）；③噴丸成形。

1、噴丸強化

▲噴丸強化原理：無數個小圓形鋼丸連續捶打零件表面，每顆鋼丸撞擊金屬零件上，如一個微型棒捶敲打表面，捶出小壓痕或凹陷。為形成凹陷，金屬表層必定會產生拉伸，表層下，壓縮的晶粒試圖將表面恢復到原來形狀，從而產生一個高度壓縮力作用下的半球。無數凹陷重疊形成均勻的殘余壓應力層，壓應力層下，細紋延展緩慢，因此增加壓應力層深度，能有效抑制裂紋發生和發展，從而極大地延緩疲勞裂紋的形成

▼噴丸強化技術應用（參考來源：良時智能）

2、噴丸成形

噴丸成形是利用高速的球形彈丸噴射表面層，使之產生塑性變形的一種飛機鈑金特種工藝加工方法，主要用于大型整體壁板類的零件成形。

噴丸成形用于大型整體壁板類的成形，其主要優點：不用模具，只需一套切面樣板，符合切面樣板間隙的精度為0.3-0.5mm，特別適合大型機翼、機身、火箭整體壁板的成形。噴丸成型是一種形成復雜的空氣動力曲線較好的方法。這種無模工藝對飛機機翼的成型是最理想的。此外，這種工藝還可用來矯正復雜零件由于機加工或熱處理產生的扭曲變形。

3、金屬表面的消光

噴丸處理的工件表面為金屬本色，但是由于表面為球狀面，光線部分被折射，工件最終成亞光效果。

四、常見噴砂，拋丸，噴丸耗材/磨料

噴砂磨料按顆粒狀態分為球形，菱形兩類，噴砂通常采用的白鋼玉、棕剛玉等為菱形磨料，玻璃珠，陶瓷砂等為球形磨料。球形磨料噴砂得到的表面結果較光滑，菱形磨料得到的表面則相對較粗糙，而同一種磨料又有粗細之分，國內按篩網數目劃分磨料的粗細度，一般稱為多少號，號數越高，顆粒度越小，同一種磨料噴砂號數越高，得到的表面結果越光滑。

白剛玉因為其氧化鋁含量高，所以也被許多用戶稱其為氧化鋁砂。氧化鋁含量高，白剛玉硬度更高（9），韌性好，耐磨性好，不含鐵等雜質，灰分少，效率高，但應用成本高，一般用于高端需求。棕剛玉是一種以氧化鋁為主要成分的磨料，由于其硬度高、韌性好、比重高和無有害物質等礦物特性，在噴砂行業占據著舉足輕重的地位，棕剛玉根據氧化鋁含量的不同劃分了很多等級，雖然氧化鋁含量不如白剛玉因此硬度略低，但其因性價比高也是被廣泛使用的。

碳化硅（9.2-9.4）介質比氧化鋁更硬。事實上，合成碳化硅是目前使用的最硬的噴砂介質。

鋼丸及不銹鋼丸廣泛應用于金屬拋丸及一些較大機件的的表面處理中。玻璃珠相比則更適用于精密鑄件及有色金屬器件中。在精密鑄件及有色金屬器件中如采用鋼丸會使得零部件變形并留下痕跡以及消除應力過度。玻璃珠則可以生產至小于0.05mm，恰當的粒度型號與零部件接觸面積較小，不易損傷部件表面，消除應力相比更加均勻，亞光處理效果更好，但玻璃珠噴較大的鋼鐵鑄件則“力不從心”。

ZrO₂耐高溫、耐磨損、硬度高。但它在燒制過程中相變導致體積變化，使ZrO₂使用大受限制，純ZrO₂容易破碎，達不到生產要求，工業上會把低于10%的Al₂O₃和含65%左右ZrO₂的ZrSiO₄在高溫下形成共熔體，Al₂O₃粒子彌散在ZrO₂基質中-形成陶瓷砂，高溫（2000℃）燒制過程中起到釘扎作用。除了氧化鋁，氧化鈣、氧化鈉、氧化鎂、二氧化硅都能作為鋯質噴砂材料的性能改良劑。

陶瓷砂的主要成分為氧化鋯（大約為60-70%），在Zirpro的官網是這樣描述其某個型號的陶瓷砂的：一種嵌入玻璃基質中的結晶氧化鋯(ZrO₂)構成的特定微結構。陶瓷砂珠呈球形（當然在Zirpro官網我們也看到了菱形的陶瓷砂磨料）；陶瓷砂表面光滑（這樣才不會損傷工件）；耐磨性好、硬度高；不易破碎、壽命長、彈性好；壽命長、可循環使用、減少換料次數、提高噴砂效率；不易破碎、可以改善工作環境、減少粉塵污染、清潔環保無矽肺病隱患、有助于員工身體健康）。

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編輯：粉體圈Alpha

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